Carbón.

Carbón.

El carbón o carbón mineral es una roca sedimentaria de color negro, muy rica en carbono, utilizada como combustible fósil. Suele localizarse bajo una capa de pizarra y sobre una capa de arena y arcilla. Se cree que la mayor parte del carbón se formó durante el período carbonífero (hace 280 a 345 millones de años).

El carbón se origina por la descomposición de vegetales terrestres, hojas, maderas, cortezas, y esporas, que se acumulan en zonas pantanosas, lagunares o marinas, de poca profundidad. Los vegetales muertos se van acumulando en el fondo de una cuenca. Quedan cubiertos de agua y, por lo tanto, protegidos del aire que los destruiría. Comienza una lenta transformación por la acción de bacterias anaerobias, un tipo de microorganismos que no pueden vivir en presencia de oxígeno. Con el tiempo se produce un progresivo enriquecimiento en carbono. Posteriormente pueden cubrirse con depósitos arcillosos, lo que contribuirá al mantenimiento del ambiente anaerobio, adecuado para que continúe el proceso de carbonificación. Los geólogos estiman que una capa de carbón de un metro de espesor proviene de la transformación por el proceso de diagénesis de más de diez metros de limos carbonosos.


♣ Clasificación.


Según las presiones y temperaturas que los hayan formado distinguimos distintos tipos de carbón: turba, lignito, hulla (carbón bituminoso) y antracita. Cuanto más altas son las presiones y temperaturas, se origina un carbón más compacto y rico en carbono y con mayor poder calorífico..

La turba es poco rica en carbono y muy mal combustible. El lignito viene a continuación en la escala de riqueza, pero sigue siendo mal combustible, aunque se usa en algunas centrales térmicas. La hulla es mucho más rica en carbono y tiene un alto poder calorífico por lo que es muy usada, por ejemplo en las plantas de producción de energía. Está impregnada de sustancias bituminosas de cuya destilación se obtienen interesantes hidrocarburos aromáticos y un tipo de carbón muy usado en siderurgia llamado coque, pero también contiene elevadas cantidades de azufre que son fuente muy importante de contaminación del aire. La antracita es el mejor de los carbones, muy poco contaminante y de alto poder calorífico.



♣Gasificación.




La gasificación es un proceso termoquímico en el que un sustrato carbonoso (carbón, biomasa, plástico) es transformado en un gas combustible mediante una serie de reacciones que ocurren en presencia de un agente gasificante (aire, oxígeno, vapor de agua o hidrógeno).

Aplicaciones de la gasificación del carbón


Como combustible:


• Aplicaciones industriales: Se usa en calentamiento de hornos en procesos metalúrgicos. En la actualidad el CO empieza a decaer en su utilización en detrimento del fuel-óleo, del gas natural. Se siguen utilizando la gasificación del carbón en países y zonas con gran producción de carbón, como puede ser Sudáfrica, Australia, Países del Este,...

• Aplicaciones domésticas: Se usa para agua caliente, calefacción, cocinas. Se emplea sobre todo en países con grandes cuencas carboníferas.


Como materia prima en procesos de síntesis
• Se usa en la síntesis de amoníacos y gasolinas, éstas últimas de bajo octanaje


♣ Pirolisis del carbono.

La pirolisis es la descomposición química de materia orgánica y todo tipo de materiales excepto metales y vidrios causada por el calentamiento en ausencia de dioxígeno. En este caso, no produce ni dioxinas ni furanos. En la actualidad hay una tecnología muy eficiente en Inglaterra que puede tratar todo tipo de residuos.
La pirolisis extrema, que sólo deja carbono como residuo, se llama carbonización. La pirolisis es un caso especial de termólisis.

Un ejemplo de pirolisis es la destrucción de neumáticos usados. En este contexto, la pirolisis es la degradación del caucho de la rueda mediante el calor en ausencia de oxígeno.

Pirolisis anhídrida.

Un antiguo uso industrial de la pirolisis anhidra es la producción de carbón vegetal mediante la pirolisis de la madera. Más recientemente la pirolisis se ha usado a gran escala para convertir el carbón en carbón de coque para la metalurgia, especialmente en la fabricación de acero.

♣ Hidrogenación.

La hidrogenación del carbón tiene como objetivo adicionar hidrógeno a la estructura del carbón, rompiéndola en la mayor extensión posible para obtener líquidos que sean destilables. Los primeros intentos realizados por Bergius a principios del siglo pasado se basaron en preparar una suspensión del carbón en aceites pesados, donde se disolvía parcialmente, y aplicar altas temperaturas y presiones con el objetivo de craquear la estructura del carbón. Posteriores mejoras consistieron en la introducción de un catalizador (óxido de hierro, níquel-molibdeno o cobalto-molibdeno sobre alúmina) y de hidrógeno que moderaron las condiciones a aplicar, pasando de 900 a 400-450 ºC y de 1.000 a 150-200 bar.